鍶摻雜PZT薄膜的特性與器件研究.pdf

1、鋯鈦酸鉛(PZT)材料以其優(yōu)異的壓電、鐵電、介電和熱釋電等性能，被廣泛用于制備各種微器件，如微力傳感器、執(zhí)行器、鐵電存儲器等。對PZI薄膜進行摻雜可以改變其性能。本文制備了鍶摻雜的PZT薄膜，研究了五種不同腐蝕液配方對PZT薄膜的腐蝕作用，研究了鍶摻雜對PZT薄膜介電性能、漏電流、鐵電性能的影響；制備了鍶摻雜PZT薄膜微懸臂梁結(jié)構(gòu)，并對其傳感性能和執(zhí)行性能進行了測試。
　　 采用溶膠-凝膠法結(jié)合快速熱處理工藝在Pt/Ti/SiO

2、2/Si上制備了四種不同鍶摻雜濃度(X=0，0.02，0.04，0.06)的Pb1-XSrxZr0.53TiO3薄膜。通過比較五種不同腐蝕液配方對PZT薄膜的腐蝕效果，得到對PZT薄膜腐蝕速率適中，側(cè)蝕比較小的配方。
　　 對鍶摻雜PZT薄膜進行了XRD衍射分析，四種不同鍶摻雜濃度的PZT薄膜皆為鈣鈦礦相，鍶摻雜改變了薄膜的擇優(yōu)取向。用原子力顯微鏡觀察了鍶摻雜PZT薄膜的表面形貌。研究了鍶摻雜和電極面積對薄膜介電性能的影響，鍶摻

3、雜降低了PZT薄膜的介電常數(shù)和介電損耗。鍶摻雜使得PZT薄膜的漏電流密度下降。四種鍶摻雜的PZT薄膜皆呈現(xiàn)電滯回線特征，摻雜濃度為x=0，0.02的薄膜的剩余極化強度和矯頑場強較大。
　　 在前期工作的基礎(chǔ)上制各了基于鍶摻雜PZT薄膜的微懸臂梁結(jié)構(gòu)。采用靜態(tài)測試結(jié)合準靜態(tài)測試的方法對四種不同鍶摻雜濃度的PZT微懸臂梁進行了傳感性能測試，鍶摻雜降低了微懸臂梁的靈敏度。測試了微懸臂梁在不同電壓下的位移響應(yīng)和微懸臂梁的執(zhí)行能力，計算了